[发明专利]利用负阻抗控制回路的谐振阻抗感测

摘要

在所描述的示例中，一种谐振阻抗感测系统(200)包括负阻抗控制回路，该负阻抗控制回路包含谐振器(210)作为回路滤波器，并且包括D类负阻抗级(221)和回路控制级(223)，该D类负阻抗级(221)利用D类比较器(232)来实现，该回路控制器(223)利用由D类比较器(232)记时(D_clk)的输出比较器(244)来实现。D类比较器(232)接收谐振器振荡电压，并且产生与谐振器振荡频率同步的D类开关输出。离散电流源(例如，电流DAC 233)通过由所述D类开关输出切换的H桥(S1/S2)驱动谐振器(210)，使得离散驱动电流的时间平均值对应于谐振器振荡振幅(215A)。基于谐振器振荡振幅，输出比较器(244)向离散电流源(233)提供离散回路控制信号(229)，从而利用平衡谐振阻抗的负阻抗驱动谐振器(210)，由此维持对应于稳态振荡的恒定的谐振器振荡振幅。

主权项

1.一种电感到数字转换电路即IDC电路，其适用于谐振电感式感测，其中谐振器以谐振器振荡振幅和谐振器振荡频率为特征，并且在谐振时以响应于感测条件而变化的谐振阻抗为特征，所述电路包含：负阻抗电路系统，其包括：D类比较器，其被配置为接收谐振器振荡电压并提供D类开关输出D_clk，所述D类开关输出D_clk具有被同步到所述谐振器振荡频率的频率；离散电流源，其被配置为基于对应于受控负阻抗的离散回路控制信号输出具有离散电流水平的离散驱动电流；和H桥电路系统，其被配置为联接所述离散电流源至所述谐振器，并由D_clk控制以同步所述离散驱动电流与所述谐振器振荡电压，使得所述离散驱动电流的时间平均值对应于谐振器振荡振幅；和回路控制电路系统，其包含所述谐振器作为回路滤波器，并且包括：振幅采样电路系统，其由D_clk记时，并且被配置为将所述谐振器振荡振幅转换为振幅样本；以及输出比较器，其由D_clk记时，并且被配置为基于所述振幅样本和振幅基准的比较输出所述离散回路控制信号，使得所述受控负阻抗基本上抵消谐振阻抗，由此维持对应于稳态振荡的基本恒定的谐振器振荡振幅。